Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Otsonivalkaisun käyttö sellutehtaiden valkaisimoissa on lisääntynyt kloorikemikaalien käytön vähentämisen takia. Otsonia on käytetty menestyksellisesti sekä ECF-valkaisussa (Elementary Chlorine Free) että TCF-valkaisussa (Total Chlorine Free). Otsoni sopii myös vedenkäsittelykemikaaliksi, koska se estää ja tuhoaa hyvin tehokkaasti bakteeri- ja leväkasvustoa. Lisäksi otsonia käytetään teollisuuden ja jätevesilaitosten poistoilman käsittelyyn, ruuan sterilointiin sekä tekstiilien valkaisuun. Otsonin kemiallisista ominaisuuksista tärkein on kyky toimia hapettimena. Se onkin yleisesti käytetyistä valkaisu- ja vedenkäsittelykemikaaleista voimakkain hapetin. Valtaosa kirjallisuudessa esitetyistä tuloksista käsittelee vedenkäsittely- ja jäähdytysvesilaitteiden materiaaliongelmia. Kirjallisuudesta saatavat tiedot otsonin vaikutuksesta eri materiaalien korroosionkestävyyteen ovat ristiriitaisia. Ristiriitaiset tulokset johtuvat todennäköisesti siitä, että valtaosa kokeista on suoritettu todellisissa käyttöolosuhteissa, jolloin otsonipitoisuuksien ohella eroja on ollut myös muissa ympäristömuuttujissa. Materiaalinvalinnassa otsoniolosuhteisiin on olennaista ottaa huomioon, onko kyseessä otsonipitoinen kuiva kaasu, otsonipitoinen kostea kaasu vaiko liuos, joka sisältää otsonia. Perinteisillä AISI 304L- ja 316L-tyyppisillä ruostumattomilla teräksillä on hyvä korroosionkestävyys sekä otsonipitoisissa vesiliuoksissa että otsonipitoisissa kaasuissa. Otsonaattoreiden ja otsonilaitosten rakennemateriaaleina käytetään yleisesti juuri austeniittisia AISI 304L- ja 316L-tyyppisiä ruostumattomia teräksiä. Otsonipitoisissa vesiliuoksissa on runsaasti seostettujen austeniittisten ruostumattomien terästen ja duplex-ruostumattomien terästen yleisen korroosion kestävyys huonompi kuin AISI 304- ja AISI 316-terästen. Mikäli otsonipitoisissa liuoksissa on paljon klorideja, on mahdollista, että perinteisten AISI 304L- ja 316L-terästen käytettävyyttä rajoittaa niiden huono piste- ja rakokorroosionkestävyys. Otsonipitoisiin paljon klorideja sisältäviin käyttöympäristöihin onkin ehdotettu käytettäväksi runsaammin seostettuja ruostumattomia teräksiä, joilla on kloridiliuoksissa parempi paikallisen korroosion kestävyys kuin perinteisillä AISI 304L- ja 316L-teräksillä. Luonnonkumia sisältävät tiivisteet ym. komponentit eivät sovellu otsonia sisältäviin käyttöympäristöihin, koska otsoni reagoi erittäin voimakkaasti kaikkien orgaanisten aineiden kanssa. Muovimateriaaleista ainakin PTFE (teflon), PVDF, ECTFE (halar), vinyyliesteri ja PVC kestävät hyvin sekä kaasumaista kuivaa ja kosteaa otsonia että otsonia sisältäviä vesiliuoksia. Myös osa synteettisistä kumeista kestää otsonia. Hiiliterästen ja kupariseosten korroosionkestävyys jäähdytysvesiympäristöissä, joiden pH-arvot ovat 8,5...9,1 ja lämpötilat 20...40 oC, on riippuvainen pääasiassa käyttöympäristön veden koostumuksesta eikä liuoksen otsonipitoisuudesta, O3 < 1 mg/l. Otsoni kiihdyttää hiiliterästen ja kupariseosten syöpymistä erityisesti liuoksissa, joissa materiaalien pinnoille ei muodostu pysyviä sähköä johtamattomia kerrostumia.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages54
    ISBN (Print)951-38-5080-3
    Publication statusPublished - 1996
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number1805
    ISSN1235-0605

    Keywords

    • ozone
    • corrosion
    • corrosion resistance
    • degradation
    • liquids
    • utilization
    • paper industry
    • bleaching
    • steels
    • carbon steels
    • stainless steels
    • austenitic steels
    • copper
    • titanium
    • nickel
    • plastics
    • elastomers

    Cite this

    Pohjanne, P. (1996). Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1805
    Pohjanne, Pekka. / Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen : Kirjallisuustutkimus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 54 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1805).
    @book{7d34ff72ae62492b9f87c4881042f6f4,
    title = "Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkest{\"a}vyyteen: Kirjallisuustutkimus",
    abstract = "Otsonivalkaisun k{\"a}ytt{\"o} sellutehtaiden valkaisimoissa on lis{\"a}{\"a}ntynyt kloorikemikaalien k{\"a}yt{\"o}n v{\"a}hent{\"a}misen takia. Otsonia on k{\"a}ytetty menestyksellisesti sek{\"a} ECF-valkaisussa (Elementary Chlorine Free) ett{\"a} TCF-valkaisussa (Total Chlorine Free). Otsoni sopii my{\"o}s vedenk{\"a}sittelykemikaaliksi, koska se est{\"a}{\"a} ja tuhoaa hyvin tehokkaasti bakteeri- ja lev{\"a}kasvustoa. Lis{\"a}ksi otsonia k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n teollisuuden ja j{\"a}tevesilaitosten poistoilman k{\"a}sittelyyn, ruuan sterilointiin sek{\"a} tekstiilien valkaisuun. Otsonin kemiallisista ominaisuuksista t{\"a}rkein on kyky toimia hapettimena. Se onkin yleisesti k{\"a}ytetyist{\"a} valkaisu- ja vedenk{\"a}sittelykemikaaleista voimakkain hapetin. Valtaosa kirjallisuudessa esitetyist{\"a} tuloksista k{\"a}sittelee vedenk{\"a}sittely- ja j{\"a}{\"a}hdytysvesilaitteiden materiaaliongelmia. Kirjallisuudesta saatavat tiedot otsonin vaikutuksesta eri materiaalien korroosionkest{\"a}vyyteen ovat ristiriitaisia. Ristiriitaiset tulokset johtuvat todenn{\"a}k{\"o}isesti siit{\"a}, ett{\"a} valtaosa kokeista on suoritettu todellisissa k{\"a}ytt{\"o}olosuhteissa, jolloin otsonipitoisuuksien ohella eroja on ollut my{\"o}s muissa ymp{\"a}rist{\"o}muuttujissa. Materiaalinvalinnassa otsoniolosuhteisiin on olennaista ottaa huomioon, onko kyseess{\"a} otsonipitoinen kuiva kaasu, otsonipitoinen kostea kaasu vaiko liuos, joka sis{\"a}lt{\"a}{\"a} otsonia. Perinteisill{\"a} AISI 304L- ja 316L-tyyppisill{\"a} ruostumattomilla ter{\"a}ksill{\"a} on hyv{\"a} korroosionkest{\"a}vyys sek{\"a} otsonipitoisissa vesiliuoksissa ett{\"a} otsonipitoisissa kaasuissa. Otsonaattoreiden ja otsonilaitosten rakennemateriaaleina k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n yleisesti juuri austeniittisia AISI 304L- ja 316L-tyyppisi{\"a} ruostumattomia ter{\"a}ksi{\"a}. Otsonipitoisissa vesiliuoksissa on runsaasti seostettujen austeniittisten ruostumattomien ter{\"a}sten ja duplex-ruostumattomien ter{\"a}sten yleisen korroosion kest{\"a}vyys huonompi kuin AISI 304- ja AISI 316-ter{\"a}sten. Mik{\"a}li otsonipitoisissa liuoksissa on paljon klorideja, on mahdollista, ett{\"a} perinteisten AISI 304L- ja 316L-ter{\"a}sten k{\"a}ytett{\"a}vyytt{\"a} rajoittaa niiden huono piste- ja rakokorroosionkest{\"a}vyys. Otsonipitoisiin paljon klorideja sis{\"a}lt{\"a}viin k{\"a}ytt{\"o}ymp{\"a}rist{\"o}ihin onkin ehdotettu k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi runsaammin seostettuja ruostumattomia ter{\"a}ksi{\"a}, joilla on kloridiliuoksissa parempi paikallisen korroosion kest{\"a}vyys kuin perinteisill{\"a} AISI 304L- ja 316L-ter{\"a}ksill{\"a}. Luonnonkumia sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}t tiivisteet ym. komponentit eiv{\"a}t sovellu otsonia sis{\"a}lt{\"a}viin k{\"a}ytt{\"o}ymp{\"a}rist{\"o}ihin, koska otsoni reagoi eritt{\"a}in voimakkaasti kaikkien orgaanisten aineiden kanssa. Muovimateriaaleista ainakin PTFE (teflon), PVDF, ECTFE (halar), vinyyliesteri ja PVC kest{\"a}v{\"a}t hyvin sek{\"a} kaasumaista kuivaa ja kosteaa otsonia ett{\"a} otsonia sis{\"a}lt{\"a}vi{\"a} vesiliuoksia. My{\"o}s osa synteettisist{\"a} kumeista kest{\"a}{\"a} otsonia. Hiiliter{\"a}sten ja kupariseosten korroosionkest{\"a}vyys j{\"a}{\"a}hdytysvesiymp{\"a}rist{\"o}iss{\"a}, joiden pH-arvot ovat 8,5...9,1 ja l{\"a}mp{\"o}tilat 20...40 oC, on riippuvainen p{\"a}{\"a}asiassa k{\"a}ytt{\"o}ymp{\"a}rist{\"o}n veden koostumuksesta eik{\"a} liuoksen otsonipitoisuudesta, O3 < 1 mg/l. Otsoni kiihdytt{\"a}{\"a} hiiliter{\"a}sten ja kupariseosten sy{\"o}pymist{\"a} erityisesti liuoksissa, joissa materiaalien pinnoille ei muodostu pysyvi{\"a} s{\"a}hk{\"o}{\"a} johtamattomia kerrostumia.",
    keywords = "ozone, corrosion, corrosion resistance, degradation, liquids, utilization, paper industry, bleaching, steels, carbon steels, stainless steels, austenitic steels, copper, titanium, nickel, plastics, elastomers",
    author = "Pekka Pohjanne",
    year = "1996",
    language = "Finnish",
    isbn = "951-38-5080-3",
    series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
    publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
    number = "1805",
    address = "Finland",

    }

    Pohjanne, P 1996, Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1805, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

    Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen : Kirjallisuustutkimus. / Pohjanne, Pekka.

    Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 54 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1805).

    Research output: Book/ReportReport

    TY - BOOK

    T1 - Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen

    T2 - Kirjallisuustutkimus

    AU - Pohjanne, Pekka

    PY - 1996

    Y1 - 1996

    N2 - Otsonivalkaisun käyttö sellutehtaiden valkaisimoissa on lisääntynyt kloorikemikaalien käytön vähentämisen takia. Otsonia on käytetty menestyksellisesti sekä ECF-valkaisussa (Elementary Chlorine Free) että TCF-valkaisussa (Total Chlorine Free). Otsoni sopii myös vedenkäsittelykemikaaliksi, koska se estää ja tuhoaa hyvin tehokkaasti bakteeri- ja leväkasvustoa. Lisäksi otsonia käytetään teollisuuden ja jätevesilaitosten poistoilman käsittelyyn, ruuan sterilointiin sekä tekstiilien valkaisuun. Otsonin kemiallisista ominaisuuksista tärkein on kyky toimia hapettimena. Se onkin yleisesti käytetyistä valkaisu- ja vedenkäsittelykemikaaleista voimakkain hapetin. Valtaosa kirjallisuudessa esitetyistä tuloksista käsittelee vedenkäsittely- ja jäähdytysvesilaitteiden materiaaliongelmia. Kirjallisuudesta saatavat tiedot otsonin vaikutuksesta eri materiaalien korroosionkestävyyteen ovat ristiriitaisia. Ristiriitaiset tulokset johtuvat todennäköisesti siitä, että valtaosa kokeista on suoritettu todellisissa käyttöolosuhteissa, jolloin otsonipitoisuuksien ohella eroja on ollut myös muissa ympäristömuuttujissa. Materiaalinvalinnassa otsoniolosuhteisiin on olennaista ottaa huomioon, onko kyseessä otsonipitoinen kuiva kaasu, otsonipitoinen kostea kaasu vaiko liuos, joka sisältää otsonia. Perinteisillä AISI 304L- ja 316L-tyyppisillä ruostumattomilla teräksillä on hyvä korroosionkestävyys sekä otsonipitoisissa vesiliuoksissa että otsonipitoisissa kaasuissa. Otsonaattoreiden ja otsonilaitosten rakennemateriaaleina käytetään yleisesti juuri austeniittisia AISI 304L- ja 316L-tyyppisiä ruostumattomia teräksiä. Otsonipitoisissa vesiliuoksissa on runsaasti seostettujen austeniittisten ruostumattomien terästen ja duplex-ruostumattomien terästen yleisen korroosion kestävyys huonompi kuin AISI 304- ja AISI 316-terästen. Mikäli otsonipitoisissa liuoksissa on paljon klorideja, on mahdollista, että perinteisten AISI 304L- ja 316L-terästen käytettävyyttä rajoittaa niiden huono piste- ja rakokorroosionkestävyys. Otsonipitoisiin paljon klorideja sisältäviin käyttöympäristöihin onkin ehdotettu käytettäväksi runsaammin seostettuja ruostumattomia teräksiä, joilla on kloridiliuoksissa parempi paikallisen korroosion kestävyys kuin perinteisillä AISI 304L- ja 316L-teräksillä. Luonnonkumia sisältävät tiivisteet ym. komponentit eivät sovellu otsonia sisältäviin käyttöympäristöihin, koska otsoni reagoi erittäin voimakkaasti kaikkien orgaanisten aineiden kanssa. Muovimateriaaleista ainakin PTFE (teflon), PVDF, ECTFE (halar), vinyyliesteri ja PVC kestävät hyvin sekä kaasumaista kuivaa ja kosteaa otsonia että otsonia sisältäviä vesiliuoksia. Myös osa synteettisistä kumeista kestää otsonia. Hiiliterästen ja kupariseosten korroosionkestävyys jäähdytysvesiympäristöissä, joiden pH-arvot ovat 8,5...9,1 ja lämpötilat 20...40 oC, on riippuvainen pääasiassa käyttöympäristön veden koostumuksesta eikä liuoksen otsonipitoisuudesta, O3 < 1 mg/l. Otsoni kiihdyttää hiiliterästen ja kupariseosten syöpymistä erityisesti liuoksissa, joissa materiaalien pinnoille ei muodostu pysyviä sähköä johtamattomia kerrostumia.

    AB - Otsonivalkaisun käyttö sellutehtaiden valkaisimoissa on lisääntynyt kloorikemikaalien käytön vähentämisen takia. Otsonia on käytetty menestyksellisesti sekä ECF-valkaisussa (Elementary Chlorine Free) että TCF-valkaisussa (Total Chlorine Free). Otsoni sopii myös vedenkäsittelykemikaaliksi, koska se estää ja tuhoaa hyvin tehokkaasti bakteeri- ja leväkasvustoa. Lisäksi otsonia käytetään teollisuuden ja jätevesilaitosten poistoilman käsittelyyn, ruuan sterilointiin sekä tekstiilien valkaisuun. Otsonin kemiallisista ominaisuuksista tärkein on kyky toimia hapettimena. Se onkin yleisesti käytetyistä valkaisu- ja vedenkäsittelykemikaaleista voimakkain hapetin. Valtaosa kirjallisuudessa esitetyistä tuloksista käsittelee vedenkäsittely- ja jäähdytysvesilaitteiden materiaaliongelmia. Kirjallisuudesta saatavat tiedot otsonin vaikutuksesta eri materiaalien korroosionkestävyyteen ovat ristiriitaisia. Ristiriitaiset tulokset johtuvat todennäköisesti siitä, että valtaosa kokeista on suoritettu todellisissa käyttöolosuhteissa, jolloin otsonipitoisuuksien ohella eroja on ollut myös muissa ympäristömuuttujissa. Materiaalinvalinnassa otsoniolosuhteisiin on olennaista ottaa huomioon, onko kyseessä otsonipitoinen kuiva kaasu, otsonipitoinen kostea kaasu vaiko liuos, joka sisältää otsonia. Perinteisillä AISI 304L- ja 316L-tyyppisillä ruostumattomilla teräksillä on hyvä korroosionkestävyys sekä otsonipitoisissa vesiliuoksissa että otsonipitoisissa kaasuissa. Otsonaattoreiden ja otsonilaitosten rakennemateriaaleina käytetään yleisesti juuri austeniittisia AISI 304L- ja 316L-tyyppisiä ruostumattomia teräksiä. Otsonipitoisissa vesiliuoksissa on runsaasti seostettujen austeniittisten ruostumattomien terästen ja duplex-ruostumattomien terästen yleisen korroosion kestävyys huonompi kuin AISI 304- ja AISI 316-terästen. Mikäli otsonipitoisissa liuoksissa on paljon klorideja, on mahdollista, että perinteisten AISI 304L- ja 316L-terästen käytettävyyttä rajoittaa niiden huono piste- ja rakokorroosionkestävyys. Otsonipitoisiin paljon klorideja sisältäviin käyttöympäristöihin onkin ehdotettu käytettäväksi runsaammin seostettuja ruostumattomia teräksiä, joilla on kloridiliuoksissa parempi paikallisen korroosion kestävyys kuin perinteisillä AISI 304L- ja 316L-teräksillä. Luonnonkumia sisältävät tiivisteet ym. komponentit eivät sovellu otsonia sisältäviin käyttöympäristöihin, koska otsoni reagoi erittäin voimakkaasti kaikkien orgaanisten aineiden kanssa. Muovimateriaaleista ainakin PTFE (teflon), PVDF, ECTFE (halar), vinyyliesteri ja PVC kestävät hyvin sekä kaasumaista kuivaa ja kosteaa otsonia että otsonia sisältäviä vesiliuoksia. Myös osa synteettisistä kumeista kestää otsonia. Hiiliterästen ja kupariseosten korroosionkestävyys jäähdytysvesiympäristöissä, joiden pH-arvot ovat 8,5...9,1 ja lämpötilat 20...40 oC, on riippuvainen pääasiassa käyttöympäristön veden koostumuksesta eikä liuoksen otsonipitoisuudesta, O3 < 1 mg/l. Otsoni kiihdyttää hiiliterästen ja kupariseosten syöpymistä erityisesti liuoksissa, joissa materiaalien pinnoille ei muodostu pysyviä sähköä johtamattomia kerrostumia.

    KW - ozone

    KW - corrosion

    KW - corrosion resistance

    KW - degradation

    KW - liquids

    KW - utilization

    KW - paper industry

    KW - bleaching

    KW - steels

    KW - carbon steels

    KW - stainless steels

    KW - austenitic steels

    KW - copper

    KW - titanium

    KW - nickel

    KW - plastics

    KW - elastomers

    M3 - Report

    SN - 951-38-5080-3

    T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

    BT - Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen

    PB - VTT Technical Research Centre of Finland

    CY - Espoo

    ER -

    Pohjanne P. Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 54 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1805).